RU2208555C2 - Method of landing flying vehicle - Google Patents
Method of landing flying vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208555C2 RU2208555C2 RU2001127538/28A RU2001127538A RU2208555C2 RU 2208555 C2 RU2208555 C2 RU 2208555C2 RU 2001127538/28 A RU2001127538/28 A RU 2001127538/28A RU 2001127538 A RU2001127538 A RU 2001127538A RU 2208555 C2 RU2208555 C2 RU 2208555C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- landing
- uav
- network
- frame
- platform
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам посадки беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и может быть использовано при создании новых и модернизации существующих систем посадки БПЛА. The invention relates to methods for landing unmanned aerial vehicles (UAVs) and can be used to create new and modernize existing UAV landing systems.
Известен способ посадки БПЛА при помощи парашютной системы [1], который состоит в том, что на БПЛА предварительно устанавливают парашютную систему со сложенным парашютом, а в районе посадки БПЛА обеспечивают раскрытие этого парашюта, в результате чего скорость приземления БПЛА не превышает допустимого значения. There is a method of landing UAVs using a parachute system [1], which consists in the fact that a parachute system with a folded parachute is pre-installed on the UAVs, and in the area of UAV landing, this parachute is opened, as a result of which the speed of landing of UAVs does not exceed the permissible value.
Недостатком этого способа является увеличение стартовой массы БПЛА за счет массы устанавливаемой на нем парашютной системы. The disadvantage of this method is to increase the starting mass of the UAV due to the mass of the parachute system installed on it.
Известен также способ посадки БПЛА улавливанием в вертикальную сеть [2], который состоит в том, что предварительно в носовой части БПЛА устанавливают импульсный источник излучения в ближней инфракрасной области спектра. На пункте посадки (ПП) БПЛА предварительно устанавливают платформу, которая неподвижна в процессе посадки БПЛА, на платформу устанавливают вертикальную раму с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и привод для выполнения этого вращения. На раму предварительно устанавливают два приемника инфракрасного излучения, которые настраивают на частоту излучения источника инфракрасного излучения, установленного на БПЛА, вертикальную посадочную сеть с возможностью ее горизонтального перемещения по направляющим, которые закрепляют на раме, вычислитель и тормозное устройство, которое тросами соединяют с сетью. С помощью привода раму предварительно поворачивают в соответствии с направлением ветра. На конечном участке захода на посадку БПЛА выводят в зону действия приемников инфракрасного излучения на максимальной дальности действия этих приемников, с помощью которых измеряют угол возвышения и боковое смещение БПЛА относительно центра сети, вычисляют величины отклонений БПЛА от программной траектории его полета, автоматически передают эти величины на БПЛА и корректируют траекторию полета БПЛА для обеспечения входа БПЛА в сеть. При входе БПЛА в сеть перемещают сеть по направляющим рамы, гасят кинетическую энергию движения БПЛА за счет вытягивания тросов тормозного устройства и вынимают заторможенный БПЛА из сети. There is also a method of landing UAVs by capture in a vertical network [2], which consists in the fact that previously in the nose of the UAV set a pulsed radiation source in the near infrared region of the spectrum. At the landing point (PP) of the UAV, a platform is pre-installed, which is stationary during the landing of the UAV, a vertical frame is mounted on the platform with the possibility of rotation around the vertical axis and a drive for performing this rotation. Two infrared radiation detectors are pre-installed on the frame, which are tuned to the radiation frequency of the infrared source installed on the UAV, a vertical landing network with the possibility of horizontal movement along the guides that are mounted on the frame, the calculator and the braking device, which are connected to the network by cables. Using the drive, the frame is pre-rotated in accordance with the direction of the wind. At the final section of the approach, UAVs are brought into the range of infrared radiation receivers at the maximum range of these receivers, with which they measure the elevation angle and lateral displacement of the UAV relative to the network center, calculate the UAV deviations from the programmed flight path of the UAV, and automatically transfer these values to UAVs and adjust the UAV flight path to ensure the entry of UAVs into the network. When the UAV enters the network, the network moves along the frame guides, extinguishes the kinetic energy of the UAV movement by pulling the braking device cables and removes the braked UAV from the network.
Недостатком этого способа является снижение вероятности неповреждения БПЛА при его посадке в сложных метеорологических условиях, при которых существенно уменьшается дальность действия приемников инфракрасного излучения. The disadvantage of this method is to reduce the likelihood of a UAV not being damaged during landing under difficult weather conditions, which significantly reduces the range of infrared radiation receivers.
Прототипом заявляемого изобретения следует считать способ посадки БПЛА улавливанием в вертикальную сеть [2], общими признаками которого с заявляемым изобретением является то, что предварительно в носовой части БПЛА устанавливают импульсный источник излучения. На пункте посадки устанавливают платформу, на платформу устанавливают вертикальную раму с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и привод для выполнения этого поворота. На раму предварительно устанавливают два приемника импульсного излучения, которые настраивают на частоту излучения импульсного источника излучения, установленного на БПЛА, вертикальную посадочную сеть с возможностью ее горизонтального перемещения по направляющим, которые закрепляют на раме, вычислитель и тормозное устройство, которое тросами соединяют с сетью. С помощью привода раму предварительно поворачивают в соответствии с направлением ветра. На конечном участке захода БПЛА на посадку его вводят в зону действия приемников излучения на максимальной дальности их действия, с помощью этих приемников измеряют угол возвышения и боковое смещение БПЛА относительно центра сети, вычисляют величины отклонений БПЛА от программной траектории его полета, автоматически передают эти величины на БПЛА и корректируют траекторию полета БПЛА для обеспечения входа БПЛА в сеть. При входе БПЛА в сеть перемещают сеть по направляющим рамы, гасят кинетическую энергию движения БПЛА за счет вытягивания тросов тормозного устройства и вынимают заторможенный БПЛА из сети. The prototype of the claimed invention should be considered as the method of landing UAVs by capture in a vertical network [2], the common signs of which with the claimed invention is that previously a pulse radiation source is installed in the nose of the UAV. A platform is installed at the landing point, a vertical frame is mounted on the platform with the possibility of rotation around a vertical axis and a drive for performing this rotation. Two pulsed radiation receivers are pre-installed on the frame, which are tuned to the frequency of the radiation of the pulsed radiation source mounted on the UAV, a vertical landing network with the possibility of its horizontal movement along the guides, which are mounted on the frame, the calculator and the brake device, which are connected to the network by cables. Using the drive, the frame is pre-rotated in accordance with the direction of the wind. At the final section of the UAV approach for landing, it is introduced into the range of radiation receivers at the maximum range of their action, using these receivers they measure the elevation angle and the lateral displacement of the UAV relative to the network center, calculate the values of the UAV deviations from the programmed flight path of the UAV, and automatically transfer these values to UAVs and adjust the UAV flight path to ensure the entry of UAVs into the network. When the UAV enters the network, the network moves along the frame guides, extinguishes the kinetic energy of the UAV movement by pulling the braking device cables and removes the braked UAV from the network.
Кроме того, в прототипе платформа неподвижна в процессе посадки БПЛА, на БПЛА устанавливают источник импульсного излучения, который излучает только в ближней инфракрасной области спектра, а на раме устанавливают приемники только этого излучения. In addition, in the prototype, the platform is stationary during UAV landing, a UAV is installed on the UAV, which emits only in the near infrared region of the spectrum, and receivers of only this radiation are installed on the frame.
Недостатком прототипа является снижение вероятности неповреждения БПЛА при его посадке в сложных метеорологических условиях, при которых существенно уменьшается дальность действия приемников инфракрасного излучения. Это объясняется тем, что при постоянной скорости сближения БПЛА с пунктом посадки (ПП) уменьшение дальности действия приемников инфракрасного излучения вызывает уменьшение времени движения БПЛА от момента его входа в зону действия этих приемников до входа БПЛА в сеть, в течение которого производится коррекция траектории полета БПЛА для обеспечения попадания БПЛА в сеть. Это, в свою очередь, ведет к снижению вероятности неповреждения БПЛА при его посадке. Справедливость этого утверждения проиллюстрируем следующими расчетами. Допустим, что расстояние между положением БПЛА и центром сети в горизонтальной плоскости при входе БПЛА в зону действия приемников инфракрасного излучения на максимальной дальности Дm их действия равно По, а процесс изменения этого расстояния при коррекции траектории полета БПЛА можно моделировать работой апериодического звена. Допустим также, что По является случайной величиной, распределенной по нормальному закону с нулевым математическим ожиданием и средним квадратическим отклонением (СКО) σ0. Тогда значение σк(Tк) СКО этого расстояния при входе БПЛА в сеть в момент времени Тк определяется выражением
σ(Tк) = σ0•exp(-Tк/T), (1)
где Т - постоянная времени апериодического звена, а значение Тк времени движения БПЛА к сети с дальности Дm со скоростью сближения V определяется выражением
Tk = Дm/V. (2)
Обозначим размер сети в горизонтальной плоскости через Lc, a размах крыла БПЛА - через Lкр. Неповреждение ДПЛА от столкновения его крыла с вертикальными стойками рамы обеспечивается в том случае, если при входе БПЛА в сеть в момент времени Тк расстояние между центром сети и геометрическим центром БПЛА в горизонтальной плоскости не превышает величины
L = 0,5 •(Lc - Lкр). (3)
Вероятность Рвг этого события определяется выражением
Pвг = Ф(L/σ(Тк)), (4)
где Ф - приведенная функция Лапласа.The disadvantage of the prototype is to reduce the likelihood of damage to the UAV during its landing in difficult weather conditions, which significantly reduces the range of infrared receivers. This is explained by the fact that, at a constant speed of approach of the UAV to the landing point (PP), a decrease in the range of infrared radiation receivers causes a decrease in the UAV movement time from the moment it enters the range of these receivers to the UAV's entrance to the network, during which the UAV flight path is corrected to ensure the entry of UAVs into the network. This, in turn, leads to a decrease in the probability of UAV non-damage during its landing. The validity of this statement is illustrated by the following calculations. Suppose that the distance between the UAV position and the network center in the horizontal plane when the UAV enters the range of infrared radiation receivers at the maximum range Dm of their action is Po, and the process of changing this distance during UAV flight path correction can be modeled by the operation of an aperiodic link. Assume also that Po is a random variable distributed according to the normal law with zero mathematical expectation and mean square deviation (SD) σ 0 . Then the value of σ к (Tк) of the standard deviation of this distance when the UAV enters the network at the moment of time Tk is determined by the expression
σ (Tк) = σ 0 • exp (-Tк / T), (1)
where T is the time constant of the aperiodic link, and the value Tk of the time the UAV moves to the network from a range of Dm with the approach speed V is determined by the expression
Tk = Dm / V. (2)
Denote the size of the network in the horizontal plane by Lc, and the wing span of the UAV - by Lcr. The non-damage of the UAV from the collision of its wing with the vertical struts of the frame is ensured if, when the UAV enters the network at time Tk, the distance between the network center and the geometric center of the UAV in the horizontal plane does not exceed
L = 0.5 • (Lc - Lcr). (3)
The probability of Rvg of this event is determined by the expression
Pvg = Ф (L / σ (Тк)), (4)
where Φ is the reduced Laplace function.
Зададим
V = 40 м/с; T = 2 с; σ0 = 60 м; Дmп = 400 м;
Дmc = 240 м, Lc = 7 м; Lкр = 4 м; (5)
где Дmп - значение Дm в простых метеоусловиях; Дmс - значение Дm в сложных метеоусловиях.Set
V = 40 m / s; T = 2 s; σ 0 = 60 m; Dmp = 400 m;
Dmc = 240 m, Lc = 7 m; Lcr = 4 m; (5)
where Dmp is the value of Dm in simple weather conditions; Dmc - the value of Dm in difficult weather conditions.
Результаты расчетов по формулам (1)-(4) при исходных данных (5) представлены в таблице. The results of calculations by formulas (1) - (4) for the initial data (5) are presented in the table.
Анализ результатов расчетов, приведенных в таблице, убеждает в существенном снижении вероятности неповреждения БПЛА при посадке БПЛА в сложных метеорологических условиях. Analysis of the calculation results given in the table convinces of a significant reduction in the probability of UAV non-damage during UAV landing in difficult meteorological conditions.
Целью заявляемого изобретения является устранение указанного недостатка прототипа, а именно повышение вероятности неповреждения БПЛА при его посадке в сеть в сложных метеорологических условиях. The aim of the invention is to eliminate the specified disadvantage of the prototype, namely increasing the likelihood of damage to the UAV during its landing on the network in difficult weather conditions.
Эта цель достигается тем, что на пункте посадки (ПП) платформу устанавливают с возможностью ее поступательного перемещения по направлению горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости сети, а также привод этого перемещения платформы в этом направлении, на этой раме дополнительно устанавливают датчик линейного ускорения (ДЛУ), ось чувствительности которого выставляют по этому направлению, дальномер и датчик начала вытягивания тросов (ДНВТ) тормозного устройства (ТУ), предварительно в вычислитель вводят значение Дmп максимальной дальности действия приемников импульсного излучения в простых метеорологических условиях, на конечном участке захода БПЛА на посадку на ПП измеряют текущую дальность Д(t) от ПП до БПЛА и вводят ее в вычислитель, вычисляют текущее значение V(t) скорости сближения БПЛА с ПП, запоминают в вычислителе значения Д(Тв) этой дальности и V(Тв) этой скорости в момент времени Тв входа БПЛА в зону действия приемников импульсного излучения, с использованием Д(Тв), V(Тв) и Дmп вычисляют потребное значение Jтр ускорения поступательного перемещения платформы по этому направлению, и при Jтp≠0 включают привод поступательного перемещения платформы, с помощью которого поступательно перемещают ее в этом направлении, с помощью ДЛУ измеряют текущее значение J(t) ускорения этого перемещения, подают J(t) в вычислитель, вычисляют разность значений Jтp и J(t), пропорционально которой управляют этим приводом, уменьшая эту разность к нулю, и в момент входа БПЛА в сеть выключают этот привод по сигналу от ДНВТ. This goal is achieved by the fact that at the landing point (PP) the platform is installed with the possibility of its translational movement in the direction of the horizontal axis perpendicular to the network plane, and also the drive of this platform movement in this direction, an additional linear acceleration sensor (DLU) is additionally installed on this frame, the sensitivity axis of which is set in this direction, the range finder and the sensor for starting the pulling of cables (DNVT) of the braking device (TU), first enter the value Дmп of the maximum These are the actions of pulsed radiation receivers in simple meteorological conditions, at the final section of the UAV approach to landing at the BCP, measure the current distance D (t) from the BOP to the UAV and enter it into the computer, calculate the current value V (t) of the speed of the UAV's approach to the BPS, remember in the calculator, the values of D (Tv) of this range and V (Tv) of this speed at the time Tv of the UAV's entrance to the coverage area of the pulsed radiation receivers, using D (Tv), V (Tv) and Dmp, calculate the required value Jtr of acceleration of translational movement of the platform so direction, and when Jtp ≠ 0, they turn on the drive of translational displacement of the platform, with the help of which it is progressively moved in this direction, using the DLU measure the current value J (t) of acceleration of this displacement, feed J (t) to the calculator, calculate the difference in the values of Jtp and J (t), in proportion to which this drive is controlled, reducing this difference to zero, and at the moment the UAV enters the network, this drive is turned off by a signal from the DNVT.
Кроме того, на БПЛА могут устанавливать как импульсный источник излучения в ближней, инфракрасной области спектра, так и вместо него на БПЛА могут устанавливать источник импульсного излучения другой области спектра, например дальней инфракрасной или радиолокационной области спектра электромагнитного излучения. При этом на раме устанавливают приемники импульсного излучения той же области спектра. Поэтому ниже в материалах заявки рассматривается общий случай установки на БПЛА импульсного источника излучения и установки на раму двух приемников этого излучения без указания конкретной области спектра этого излучения. In addition, a UAV can install both a pulsed radiation source in the near infrared region of the spectrum, and instead of it, a UAV can install a pulsed radiation source of another region of the spectrum, for example, the far infrared or radar spectrum of electromagnetic radiation. At the same time, pulse detectors of the same spectral region are mounted on the frame. Therefore, in the application materials below, we consider the general case of installing a pulsed radiation source on a UAV and installing two receivers of this radiation on a frame without specifying a specific region of the spectrum of this radiation.
Существо заявляемого изобретения поясняется схемами, изображенными на фиг. 1 и фиг.2. На фиг.1 показана схема взаимного положения в горизонтальной плоскости ПП и БПЛА в момент входа БПЛА в зону действия приемников импульсного излучения от БПЛА. The essence of the claimed invention is illustrated by the circuits shown in FIG. 1 and 2. Figure 1 shows a diagram of the relative position in the horizontal plane of the PP and UAV at the time of entry of the UAV into the coverage area of the pulsed radiation receivers from the UAV.
На фиг. 1 обозначено: Р - место расположения платформы на ПП; Б - место расположения БПЛА в момент времени Тв его входа в зону действия приемников импульсного излучения; Д(Тв) - дальность от ПП до БПЛА в момент времени Тв; V(Tв) - вектор скорости сближения БПЛА с ПП; J - вектор ускорения ПП в направлении горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости сети; Lс - размер сети в горизонтальной плоскости; По - расстояние между БПЛА и центром сети в горизонтальной плоскости в момент времени Тв. In FIG. 1 is indicated: P - the location of the platform on the PP; B - the location of the UAV at the time Tv of its entry into the coverage area of the pulsed radiation receivers; D (TV) - the distance from the PP to the UAV at the time of TV; V (Tv) - the vector of the speed of approach of the UAV with the PP; J is the PP acceleration vector in the direction of the horizontal axis perpendicular to the plane of the network; Lс - network size in the horizontal plane; By - the distance between the UAV and the center of the network in the horizontal plane at the moment of time TV.
На фиг.2 показана блок-схема возможного варианта устройства, реализующего предлагаемый способ. Figure 2 shows a block diagram of a possible embodiment of a device that implements the proposed method.
На фиг. 2 обозначено: 1 - вертикальная рама (ВР); 2 - привод поворота (ПВ) ВР 1; 3 - платформа (П); 4 - вертикальная сеть (ВС); 5;- вычислитель (В); 6 - приемник импульсного излучения (ПРБ), который измеряет боковое смещение (БС) БПЛА от оси, перпендикулярной плоскости ВС 4; 7 - приемник импульсного излучения (ПРВ), который измеряет угол возвышения (УВ) БПЛА относительно этой оси; 18 - дальномер (Д), который измеряет значения Д(Тi) дальности между БПЛА и ПП; 9 - импульсный источник излучения (И); 10 - привод поступательного перемещения (ППП) П 3; 11 - радиопередатчик (ПРД); 12 - радиоприемник (ПРМ); 13 - автопилот (АП); 14 - тормозное устройство (ТУ); 15 - датчик линейного ускорения (ДЛУ) J(t) П 3; 16 - датчик начала вытягивания тросов (ДНВТ) ТУ 14; Дmп - максимальная дальность действия ПРБ 6, ПРВ 7; dБ - боковое смещение БПЛА от программной траектории его полета; dВ - смещение БПЛA по вертикали от программной траектории его полета; Uв - сигнал включения ППП 10; Uпp - управляющий сигнал; Uнв - сигнал выключения ППП 10. В блоках, которые имеют более одного входа или одного выхода, соответствующие входы и выходы пронумерованы. Пунктирными линиями показаны механические связи между блоками. Штрихпунктирной линией ограничены блоки, установленные на БПЛА. In FIG. 2 marked: 1 - vertical frame (BP); 2 - drive rotation (PV)
Существо предлагаемого способа состоит в следующем. Предварительно в вычислитель, установленный на вертикальной раме, вводят значение Дmп максимальной дальности действия приемников импульсного излучения в простых метеорологических условиях. На конечном участке захода БПЛА на посадку (фиг.1) на ПП измеряют текущие значения Д(Тi) дальности от ПП до БПЛА в дискретные моменты времени Ti и вводят эти значения дальности в вычислитель, где вычисляют соответствующие значения V(Ti) скорости сближения БПЛА с ПП
V(Ti) = (Д(Ti) - Д(T(i-1))/dT, (i=1, 2,...), (6)
где dT - интервал времени между соседними измерениями дальности.The essence of the proposed method is as follows. Previously, the value Dmp of the maximum range of pulsed radiation receivers in simple meteorological conditions is entered into a computer mounted on a vertical frame. At the final section of the UAV approach for landing (Fig. 1), the current values of D (Ti) of the range from the UA to the UAV are measured at the discrete time instants Ti and these range values are entered into the calculator, where the corresponding values of the UAV approach speed of the UAV are calculated with PP
V (Ti) = (D (Ti) - D (T (i-1)) / dT, (i = 1, 2, ...), (6)
where dT is the time interval between adjacent range measurements.
При подходе БПЛА к ПП на дальность действия установленных на раме приемников импульсного излучения в реальных условиях посадки на выходах этих приемников появляются соответствующие сигналы, которые подают в вычислитель. Измеренное значение Д(Тв) дальности между БПЛА и ПП в момент времени Тв поступления этих сигналов на вход вычислителя запоминают в нем. Также в вычислителе запоминают значение V(Тв), которое вычисляют по формуле (6) для значения дальности Д(Тi)=Д(Тв). С использованием значений Д(Тв), V(Тв) и Дmп вычисляют значение Тпу времени движения БПЛА от границы зоны действия приемников импульсного излучения до входа в сеть в простых метеоусловиях и значение Тру времени движения БПЛА от этой границы до его входа в сеть в реальных метеоусловиях
Tпу = Дmп/V(Tв), Тру = Д(Тв)/V(Тв). (7)
Полученные значения Тпу и Тру сравнивают в вычислителе. Если Тру≥Тпу, что имеет место при посадке БПЛА в простых метеоусловиях, то посадку БПЛА производят так же, как и в прототипе, выполняя после ввода БПЛА в зону действия приемников импульсного излучения следующие операции:
1) с помощью приемников импульсного излучения измеряют боковое смещение и угол возвышения БПЛА относительно центра сети;
2) вычисляют величины отклонений БПЛА от программной траектории его полета;
3) автоматически передают эти величины на БПЛА и корректируют траекторию полета БПЛА для обеспечения входа БПЛА в сеть;
4) при входе БПЛА в сеть перемещают сеть по направляющим рамы и гасят кинетическую энергию движения БПЛА за счет вытягивания тросов тормозного устройства;
5) вынимают заторможенный БПЛА из сети.When the UAV approaches the RP on the range of the pulsed radiation receivers installed on the frame under real landing conditions, the corresponding signals appear at the outputs of these receivers, which are fed to the computer. The measured value D (Tv) of the distance between the UAV and the PP at the time Tv of the arrival of these signals to the input of the calculator is stored in it. Also in the calculator, the value V (Tv) is stored, which is calculated by the formula (6) for the range value D (Ti) = D (Tv). Using the values of D (Tv), V (Tv) and Dmp, the value of Tpu of the time of the UAV movement from the boundary of the range of pulsed radiation receivers to the entrance to the network in simple weather conditions and the value of Tv of the time of movement of the UAV from this boundary to its entry into the network in real weather conditions
Tpu = Dmp / V (Tv), Tru = D (Tv) / V (Tv). (7)
The obtained values of TPU and Tru are compared in the calculator. If Tru≥Tpu, which takes place during UAV landing in simple weather conditions, UAV landing is carried out in the same way as in the prototype, performing the following operations after entering the UAV into the coverage zone of pulsed radiation receivers:
1) using the pulsed radiation receivers measure the lateral displacement and the elevation angle of the UAV relative to the center of the network;
2) calculate the deviation of the UAV from the programmed path of its flight;
3) automatically transfer these values to the UAV and adjust the UAV flight path to ensure the UAV enters the network;
4) when the UAV enters the network, the network is moved along the frame guides and extinguishes the kinetic energy of the UAV movement by pulling the braking device cables;
5) remove the braked UAV from the network.
При посадке БПЛА в сложных метеоусловиях, когда Д(Тв)<Дmп, получим Тру<Тпу. В этом случае для увеличения времени движения БПЛА от входа его в зону действия приемников импульсного излучения до подхода к сети, что приведет к росту вероятности неповреждения БПЛА при его посадке, необходимо уменьшить скорость сближения БПЛА с ПП. В предлагаемом способе это достигают тем, что при неизменной скорости полета БПЛА с момента входа его в зону действия приемников импульсного излучения разгоняют платформу в направлении горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости сети, с помощью привода поступательного перемещения платформы в этом направлении. Потребное значение Jтp ускорения поступательного перемещения платформы в этом направлении определяют по формуле
Jтр = 2 • (V(Тв) - Д(Тв)/Тпу)/Тпу, (8)
полученной из условия, что время равноускоренного движения БПЛА с дальности Д(Тв) до входа его в сеть равно значению Тпу.When landing UAVs in difficult weather conditions, when D (Tv) <Dmn, we get Tru <Tpu. In this case, in order to increase the UAV movement time from entering it into the range of pulsed radiation receivers to the network approach, which will lead to an increase in the probability of UAV non-damage during its landing, it is necessary to reduce the speed of the UAV's approach to the UAV. In the proposed method, this is achieved by the fact that, at a constant UAV flight speed, from the moment it enters the zone of operation of the pulsed radiation receivers, the platform is accelerated in the direction of the horizontal axis perpendicular to the network plane using a platform translational translation drive in this direction. The required value Jtp of acceleration of translational movement of the platform in this direction is determined by the formula
Jtr = 2 • (V (TV) - D (TV) / TPU) / TPU, (8)
obtained from the condition that the time of uniformly accelerated UAV movement from a range D (Tv) to its entrance to the network is equal to the value of Tpu.
После вычисления Jтp включают этот привод, и на его вход с вычислителя подают управляющий сигнал Uпp
Uпp = Кпр • (Jтр - J(t)), (9)
где Кпр - коэффициент усиления; J(t) - текущее значение ускорения платформы в этом направлении, которое измеряют датчиком линейного ускорения (ДЛУ), установленным на раме так, что ось чувствительности ДЛУ выставлена по этому направлению. Значение J(t) с выхода ДЛУ подают на вычислитель. В результате отработки приводом входного сигнала (9) поступательно перемещают платформу в этом направлении, вследствие чего время движения БПЛА от границы зоны действия приемников импульсного излучения до входа его в сеть в сложных метеоусловиях увеличивается по сравнению с Тру (7). Одновременно после ввода БПЛА вагону действия приемников импульсного излучения выполняют операции 1)-5), указанные выше. Кроме того, в момент начала вытягивания тросов тормозного устройства по сигналу от ДНВТ выключают привод поступательного перемещения платформы.After calculating Jtp, this drive is turned on, and a control signal Uпр is fed from the computer to its input
Uпр = Кпр • (Jтр - J (t)), (9)
where KPR - gain; J (t) is the current value of the platform acceleration in this direction, which is measured by a linear acceleration sensor (DLU) mounted on the frame so that the sensitivity axis of the DLU is set in this direction. The value of J (t) from the output of the DLU is fed to the calculator. As a result of working off the input signal (9) by the drive, the platform is translationally moving in this direction, as a result of which the time of the UAV movement from the boundary of the zone of action of the pulsed radiation receivers to its entrance to the network under difficult weather conditions increases compared to Tru (7). Simultaneously after entering the UAV to the car, the action of the pulsed radiation receivers performs operations 1) -5), indicated above. In addition, at the moment of starting the pulling of the braking device cables, the drive of translational movement of the platform is turned off by a signal from the DNVT.
Таким образом, использование предлагаемого способа при посадке БПЛА в сложных метеорологических условиях позволяет существенно увеличить, по сравнению с прототипом, время движения БПЛА до ПП после ввода БПЛА в зону действия приемников импульсного излучения, в результате чего повышается вероятность неповреждения БПЛА при его посадке. Справедливость этого иллюстрируется следующим расчетом. Для исходных данных (5) в сложных метеоусловиях при
Д(Тв) = Дmc, V(Тв) = V (10)
в соответствии с формулами (7) получим
Тпу = 400/40 = 10 с, Тру = 240/40 = 6 с.Thus, the use of the proposed method when landing UAVs in difficult meteorological conditions can significantly increase, compared with the prototype, the UAV’s movement time to the UAV after the UAV is introduced into the range of pulsed radiation receivers, which increases the likelihood of UAV non-damage during landing. The validity of this is illustrated by the following calculation. For the initial data (5) in difficult weather conditions for
D (Tv) = Dmc, V (Tv) = V (10)
in accordance with formulas (7) we obtain
TPU = 400/40 = 10 s, Tru = 240/40 = 6 s.
Так как Тру<Тпу, то по формуле (8) получим
Jтр = 2 • (40 - 240/10)/10 = 3,2 м/с2 (11)
Допустим, что изменение ускорения J(t) при отработке приводом поступательного движения платформы входного сигнала (9) определяют
J(t) = Jтр • (1 - exp(t/Ту)), (12)
где Ту - постоянная времени процесса изменения J(t). Тогда значение Ткд времени движения БПЛА с дальности Д(Тв) до входа БПЛА в сеть при поступательном перемещении платформы с ускорением (12) в направлении горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости сети, определяется следующим уравнением:
Д(Тв)-(V(Тв) + Jтp•Ту) • Ткд + Jтp • Т2кд/2 + JTp • Т2у • (1 - ехр(-Ткд/Ту))=0.Since Tru <Tpu, by formula (8) we obtain
Jtr = 2 • (40 - 240/10) / 10 = 3.2 m / s 2 (11)
Suppose that the change in acceleration J (t) when the drive is driving the translational motion of the input signal platform (9) is determined
J (t) = Jtr • (1 - exp (t / Tu)), (12)
where Tu is the time constant of the process of changing J (t). Then the value Tkd of the UAV travel time from a range of D (Tv) to the UAV’s entrance to the network during the translational movement of the platform with acceleration (12) in the direction of the horizontal axis perpendicular to the network plane is determined by the following equation:
D (Tv) - (V (Tv) + Jtp • Tu) • Tkd + Jtp • T 2 cd / 2 + JTp • T 2 y • (1 - exp (-Tkd / Tu)) = 0.
В результате решения этого уравнения при Ту=0,5 с с учетом (5), (10), (11) получим
Ткд=8,72 с.As a result of solving this equation at Tu = 0.5 s, taking into account (5), (10), (11), we obtain
Tkd = 8.72 s.
Подставив в формулу (1)
Тк=Ткд,
с учетом исходных данных (5) получим
σ(Ткд)=0,78 м.Substituting in the formula (1)
Tk = Tkd,
taking into account the initial data (5), we obtain
σ (TCD) = 0.78 m.
Тогда в соответствии с формулами (3), (4) при σ(Тк)=σ(Ткд) и исходных данных (5) значение Рвг вероятности неповреждения БПЛА при его посадке в сложных метеоусловиях с использованием предлагаемого способа составляет
Рвг=0,945
и значительно превышает значение этой вероятности (Рвг=0,383 в таблице), характеризующей прототип, что доказывает достижение цели изобретения.Then, in accordance with formulas (3), (4) with σ (Тк) = σ (Ткд) and the initial data (5), the Рвг value of the probability of UAV non-damage during landing under difficult weather conditions using the proposed method is
Rvg = 0.945
and significantly exceeds the value of this probability (Rvg = 0.383 in the table) characterizing the prototype, which proves the achievement of the purpose of the invention.
Возможный вариант устройства (фиг.2), реализующего предложенный способ, содержит П 3, установленную на пункте посадки БПЛА с возможностью поступательного перемещения вдоль ее продольной оси, ППП 10, обеспечивающий это перемещение П 3, ВР 1 с горизонтальными направляющими, установленную на П 3 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, ПВ 2, обеспечивающий этот поворот в соответствии с направлением ветра, ВС 4, которую устанавливают на ВР 1 с возможностью перемещения по направляющим ВР 1, установленные на ВР 1 В 5, ТУ 14, тросы которого соединены с ВС 4, два приемника ПРБ 6 и ПРВ 7, Д 8, ПРД 11, ДЛУ 15 и ДНВТ 16, а также установленные на БПЛА И 9, ПРМ 12 и АП 13, причем П 3 устанавливают на пункте посадки так, чтобы ее продольная ось была параллельна горизонтальной оси, перпендикулярной плоскости ВС 4. A possible version of the device (figure 2) that implements the proposed method contains
Выход ПВ 2 механически связан с ВР 1, ВС 4 механически связана с направляющими ВР 1 и с ТУ 14, вход ДНВТ 16 механически связан с ТУ 14, первый, второй и третий выходы ПА 13 механически связаны соответственно с осями элеронов, рулей высоты и рулей направления БПЛА, первый вход В 5 электрически связан с выходом устройства ввода значения Дmп, выход ПРБ 6 электрически связан со вторым входом В 5, выход ПРВ 7 электрически связан с третьим входом В 5, выход Д 8 электрически связан с четвертым входом В 5, выход ДЛУ 15 электрически связан с пятым входом В 5, первый и второй выходы В 5 электрически связаны соответственно с первым и вторым входами ПРД 11, третий и четвертый выходы В 5 электрически связаны соответственно с первым и вторым входами ППП 10, выход ДНВТ 16 электрически связан с третьим входом ППП 10, а первый и второй выходы ПРМ 12 электрически связаны соответственно с первым и вторым входами АП 13. The output of
Работает это устройство следующим образом. На пункте посадки (ПП) предварительно после поворота ВР 1 приводом ПВ 2 в соответствии с направлением ветра П3 устанавливают так, чтобы ее продольная ось была параллельна горизонтальной оси ВР 1, перпендикулярной плоскости ВС 4. В В 5 предварительно вводят значение Дmп максимальной дальности действия НРБ 6 и ПРВ 7. На конечном участке захода БПЛА на посадку Д 8 измеряет значения Д(Тi) дальности от ПП до БПЛА в дискретные моменты времени Тi. Эти значения дальности вводят в В 5, где вычисляют значения V(Ti) скорости сближения БПЛА с ПП по алгоритму (6). В момент времени Тв приема хотя бы одним из приемников ПРБ 6, ПРВ 7 излучения от И 9, что имеет место при вводе БПЛА в зону действия приемников импульсного излучения от БПЛА, в В 5 запоминают значения Д(Тв) и V(Тв), вычисляют значения Тпу и Тру по алгоритму (7) и сравнивают эти значения. При Тру>Тпу в В 5 не формируют сигнал Uв включения ППП 10 и выполняют следующие операции: 1) ПРБ 6 измеряет БС БПЛА, которое подают на В 5; 2) ПРВ 7 измеряет УВ БПЛА, которое подают на В 5; 3) в В 5 вычисляют величины dБ и dB и подают их на ПРД 11; 4) автоматически передают эти величины на БПЛА: 5) принимают эти величины на БПЛА и с ПРМ 12 подают их на АП 13; 6) АП 13 отклоняет элероны, рули высоты и рули направления БПЛА на соответствующие позиции и корректирует траекторию полета БПЛА для обеспечения его входа в ВС 4; 7) при входе БПЛА в ВС 4 перемещают ВС 4 по направляющим ВР 1 и гасят кинетическую энергию движения БПЛА за счет вытягивания тросов ТУ 14; 8) вынимают заторможенный БПЛА из ВС 4. Если при сравнении Тру и Тпу выполняется неравенство Тру<Тпу, то кроме указанных операций 1) - 8), одновременно с операциями 1) и 2) формируют в В 5 сигнал Uв включения ППП 10 и подают этот сигнал на ППП 10, вычисляют в В 5 значение Jтp (8), измеряют с помощью ДЛУ 15 значение J(t) ускорения поступательного перемещения П 3 и с выхода ДЛУ 15 подают J(t) на В 5, где формируют сигнал Uпp (9), который с В 5 подают на ППП 10, который поступательно перемещает П 3. При входе БПЛА в ВС 4 с выхода ДНВТ 16 получают сигнал Uнв, подают Uнв на ППП 10 и выключают ППП 10 по этому сигналу. This device works as follows. At the landing point (PP), after turning the
Источники информации
1. Ежемесячный информационный бюллетень "Иностранная печать об экономическом, научно-техническом и военном потенциале государств-участников СНГ и технических средствах его выявления", серия "Технические средства разведывательных служб капиталистических государств". - М., 6, 1998, с.21.Sources of information
1. Monthly newsletter "Foreign Press on the Economic, Scientific, Technical and Military Potential of the CIS Member States and the Technical Means of Identifying It", series "Technical Means of the Intelligence Services of the Capitalist States". - M., 6, 1998, p.21.
2. Федосов Е.А. (редактор). "Дистанционно пилотируемые летательные аппараты капиталистических стран" (Обзор по материалам иностранной печати). - М.: Научно-информационный центр, 1989, с.51-61. 2. Fedosov EA (editor). "Remote-piloted aircraft of the capitalist countries" (Review of foreign press). - M .: Scientific Information Center, 1989, p. 51-61.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001127538/28A RU2208555C2 (en) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | Method of landing flying vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001127538/28A RU2208555C2 (en) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | Method of landing flying vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2208555C2 true RU2208555C2 (en) | 2003-07-20 |
Family
ID=29210599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001127538/28A RU2208555C2 (en) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | Method of landing flying vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2208555C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2539703C2 (en) * | 2013-03-11 | 2015-01-27 | Сергей Борисович Михайленко | Method for precision landing of unmanned aerial vehicle |
RU2612037C2 (en) * | 2015-08-03 | 2017-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Reconnaissance and fire weapon system of tank armament |
RU2624522C1 (en) * | 2016-06-28 | 2017-07-04 | Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Surface mobile boarding facility (smbf) of unmanned flying vehicle (ufv) and the way of uav landing on the smbf |
-
2001
- 2001-10-11 RU RU2001127538/28A patent/RU2208555C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Дистанционно пилотируемые летательные аппараты капиталистических стран (Обзор по материалам иностранной печати)/Под ред. Е.А.Федосова. - М.: Научно-информационный центр, 1989, с.51-61. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2539703C2 (en) * | 2013-03-11 | 2015-01-27 | Сергей Борисович Михайленко | Method for precision landing of unmanned aerial vehicle |
RU2612037C2 (en) * | 2015-08-03 | 2017-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) | Reconnaissance and fire weapon system of tank armament |
RU2624522C1 (en) * | 2016-06-28 | 2017-07-04 | Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Surface mobile boarding facility (smbf) of unmanned flying vehicle (ufv) and the way of uav landing on the smbf |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10964221B2 (en) | Aircraft ground collision avoidance system | |
US11175135B2 (en) | Aerial survey image capture systems and methods | |
EP0781225B1 (en) | Connecting device and method of connection | |
KR101566583B1 (en) | Method for identifying an airplane in connection with parking of the airplane at a stand | |
JP3664066B2 (en) | Air traffic control support system | |
US11827337B2 (en) | Gust alleviation system of airplane, turbulence detection system, fluctuation estimation system, doppler LIDAR, and gust alleviation method of airplane | |
US9396662B2 (en) | Method and device for determining the risk of collision on the ground of an aircraft | |
GB2576617A (en) | Intelligent airport ramp and electric taxi-driven aircraft ground movement monitoring system | |
CN107170296B (en) | Collision avoidance apparatus and method for aircraft formation against intruding aircraft | |
US20180181125A1 (en) | On-ground vehicle collision avoidance utilizing unmanned aerial vehicles | |
US4667196A (en) | Active visual display system for remote three-axis flight path guidance of landing aircraft | |
RU2208555C2 (en) | Method of landing flying vehicle | |
CN105676246A (en) | Airplane monitor system and method on the basis of real-time dynamic positioning and data link | |
CN112166074A (en) | Method and system for guiding a pilot approaching a medium aircraft to a stopping position at a stand | |
CN112017482A (en) | Method and system for avoiding collision between aircraft and other flying objects | |
JP3850674B2 (en) | Airport runway monitoring device | |
CN112189226B (en) | System and method for controlling ground guidance of aircraft by using unmanned aerial vehicle | |
RU2507539C2 (en) | Self-contained radar method for preventing collision of aircraft with obstacles in vertical plane and device for realising said method | |
CN211108041U (en) | Automatic park quick-witted auxiliary system | |
KR102539004B1 (en) | Controller and take-off and landing method for urban air mobility | |
CN113158805A (en) | Intelligent runway state analysis system | |
EP4194343A1 (en) | Method and device for inspecting aeronautical lights using aerial vehicle | |
RU2585197C1 (en) | Method for aircraft automatic landing in difficult weather conditions, including unmanned | |
CN113917948A (en) | Low-visual-environment unmanned aerial vehicle foundation auxiliary landing method | |
RU2714977C1 (en) | Automatic drone method and system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051012 |